[发明专利]一种基于动态阻抗校正的电池SOC估计方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于动态阻抗校正的电池SOC估计方法及系统，方法包括：获取电池在不同温度下开路电压与SOC的数学模型；进行离线辨识，得到电池等效电路模型的参数；根据获取的数学模型以及电池等效电路模型的参数，得到完整的电池模型及其参数；采用基于模型的电池SOC估计算法计算电池的剩余电量；采用动态阻抗校正的方法计算完整的电池模型的参数，并实时更新完整的电池模型的参数以及电池的剩余电量。本发明采用动态阻抗校正的方法计算电池模型的参数，将电池使用过程中的动态阻抗作为电池模型参数的校正依据，基于实时更新的具有更高精度的动态电池模型来修正SOC，精度高且算法复杂度较低。本发明可广泛应用于电池领域。

主权项

1.一种基于动态阻抗校正的电池SOC估计方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、获取电池在不同温度下开路电压与SOC的数学模型；S2、进行离线辨识，得到电池等效电路模型的参数；S3、根据不同温度下开路电压与SOC的数学模型以及电池等效电路模型的参数，得到完整的电池模型及其参数；S4、根据完整的电池模型及其参数采用基于模型的电池SOC估计算法计算电池的剩余电量；S5、采用动态阻抗校正的方法计算完整的电池模型的参数，并实时更新完整的电池模型的参数以及电池的剩余电量；所述步骤S1具体为：通过离线测量的方式获取电池在不同温度下开路电压与SOC的关系，从而得到电池在不同温度下开路电压与SOC的数学模型，所述得到的数学模型包括但不限于：OCV＝E0‑k0/SOC‑k1·SOC+k2·ln(SOC)+k3·ln(1‑SOC)，其中，OCV是数学模型输出的开路电压，E0、k0、k1、k2与k3均为数学模型的参数；所述完整的电池模型包括用于描述电池静态特性的开路电压与SOC的关系，以及用于描述电池动态特性的电路拓扑及其元件参数；所述步骤S5，其包括：S51、实时检测电池的动态阻抗；S52、根据电池的动态阻抗对完整的电池模型的参数进行校正，并根据校正的结果实时更新完整的电池模型的参数以及电池的剩余电量；所述步骤S52包括：S521、将每次采样所得到的动态阻抗经过具有低通性质的滤波器进行处理，得到一条变化趋势平缓的阻抗曲线；S522、将得到的阻抗曲线与相应的广义误差项进行相减，得到欧姆内阻的估计值，所述广义误差项用于描述电池模型不完备所带来的误差且为一项需要实时更新的参数或参数组；S523、计算当前时刻估计的欧姆内阻与当前时刻检测到的动态阻抗的差值，并将计算的差值作为动态阻抗校正算法的输出；S524、根据所选定的电池等效电路模型，理论推导欧姆内阻与当前检测到的动态阻抗差值的表达式；S525、分解理论推导出的表达式，从而将含有完整的电池模型参数的独立分量和广义误差设置为动态阻抗校正算法的状态，将其余不含有完整的电池模型参数的分量设置为动态阻抗校正算法的输入；S526、将动态阻抗校正算法的输入、状态和输出构建成为状态空间方程，然后利用观测器算法对状态进行实时更新，得到完整的电池模型更新后的参数，其中，状态空间方程中状态的初始值获取方法包括但不限于试凑法和查表法；广义误差的初始值获取方法包括但不限于经验法、试凑法、整定法和预实验法；状态观测器算法包括但不限于龙伯格观测器算法、卡尔曼滤波器算法及其变种算法、粒子滤波器算法及其变种算法、比例‑积分观测器算法及其变种算法；S527、根据完整的电池模型更新后的参数采用基于模型的电池SOC估计算法计算更新后电池的剩余电量。